酸化剂在畜禽饲料中应用

In vivo induction of the AvBD9 gene expression in the intestinal tract of chickens by butyrate. Two-day-old male Cornish Rock broilers were fed with standard ration with or without supplementation of 0.1% and 0.2% butyrate for 2 days. The crop, cecal tonsil, and cecum were collected from each chicken and the AvBD9 gene expression was evaluated by real-time PCR. Each bar represents means ± standard error of the data from 6 different chickens. * P<0.05 by unpaired Student's t-test.
由于胃内蛋白质消化 的好坏不仅影响猪的 生产性能还影响猪的 腹泻（80%营养性腹 泻），所以产品功能 以提高蛋白质消化为 主，抑菌为辅
酸化剂须具备以下特性：
1、酸化剂产品本身不能成为影响采食量 2、酸化剂产品本身不能影响胃酸和胃蛋白酶原的分泌， 不能损伤消化道 ——在胃内缓慢释放，释放速度与胃自身分泌速度一致 3、能最大限度抑制消化道后段有害菌的繁殖，维持消化道 菌群平衡
当pH<4.0时，乳酸菌、双歧杆菌等各种耐酸性的有益菌大量繁殖
酸化剂作用机理 酸化剂作用机理
2、单一酸抑菌机理： 、各种单一酸抑菌作用机理：
无机酸 释放H+
有机酸
1、进入细菌细胞； 2、干扰营养吸收； 酸分子 3、干扰酶的活性。
抑菌 杀菌
有机酸盐
还原成有机酸
酸化剂作用机理 3、酸化剂抑菌作用机理：
Induction of HDP gene expression in chicken HD11 macrophages and primary monocytes. Chicken HD11 macrophage cells and primary monocytes were incubated in duplicate with and without different concentrations of butyrate for 24 h, followed by RNA isolation and real-time RT-PCR analysis of all 14 chicken β-defensins (AvBDs) and 4 cathelicidins (fowlicidins 1–3 andcathelicidin B1). The color elements represent average log2 ratios of fold change from 2–3 independent experiments. Red indicates up-regulation, whereas black means no induction and green down-regulation. Gray areas are an indication of no data due to extremely low expression levels of certain HDPs in primary monocytes. Three groups of chicken HDPs, namely generally induced (I), non-regulatable (II), and generally down-regulated (III), can be classified according to their mode of modulation by butyrate. AvBD11, AvBD12, and AvBD13 could not be reliably detected in either cell type, and therefore, were not shown.
Up-regulation of three representative HDPs in chicken jejunal (A) and cecal explants (B) by butyrate. Chicken jejunum and cecal explants were obtained by culturing slices of 0.5 cm long segments, followed by incubation with indicated concentrations of butyrate in duplicate for 24 h. Real time RT-PCR was performed and the relative fold increase over the control group was calculated using the comparative ΔΔCt method and the GAPDH gene for normalization. The bars represent means ± standard error of the data from two independent experiments.
中国？
抗生素的替代物
中草药制剂
微生态制剂
酸化剂 酶制剂 乳化剂 抗菌肽
？
• 酸化剂：是用于幼畜日粮，以调整消化道内环境，为补充幼畜胃液 分泌不足，降低胃内pH值而添加于饲料中的一类物质。包括无机酸、 有机酸及其盐类
1963年 乳酸能减少粪便中大肠杆菌数、提高仔猪生长率（英国）
1968年
乳酸酸化饮水对仔猪生长及细菌菌落有影响
pKa 2.12 7.20 12.36 -3.0 -3.0 1.99
甲酸 乙酸
丙酸
丁酸 乳酸 富马酸 酒石酸
1.35×10-5
1.52×10-5 1.4×10-4 9.3×10-4(K1) 3.6×10-5(K2) 1.04×10-3(K1) 4.55×10-5(K2)
4.87
4.82 3.86 3.03 4.44 2.98 4.34
消耗1N盐酸的毫升数 此数值越大，表示该饲料在胃中中和酸的 能力越强，需要分泌更多胃酸来中和，这对 断奶仔猪的消化是不利的
酸化剂作用机理 3、酸化剂降低胃内容物pH机理：
pH5.8~6.5 仔猪料
（系酸力34~41）
蛋白酶 失活
消化失常
胃
（胃酸20ml）
胃
（pH ＞4）
蛋白 酶激 活
＋
适量酸化剂
仔猪料
1. 2.
排空时间 有害菌主要集中于十 二指肠以后的部分， 以盲肠为最。
引起粪便异常的主 要原因包括： 1. 营养物质消化不 良；（营养性腹 泻 80%） 2. 菌群失衡，有害 菌大量繁殖。 （细菌性腹泻 20%）
1、发育不完善，易受外界条件 的干扰； 2、胃酸分泌不足，pH值3~5； 3、胃内排空时间：3~15日龄 1.5h、28天3~5h；
对酸化剂的要求
1、酸性强（如磷酸）和刺激性 气味比较大的酸原料(如甲 酸)不宜直接使用 2、酸化剂本身不能成为影响饲 料适口性的因素
1. 2.
有适量的酸分子进入消化道后段， 抑制消化道后段有害菌的繁殖 为了保证酸分子能到达空肠和回 肠，酸化剂在肠道内必须保持10h 以上持续有效的释放
1、有足够量的H+促进蛋白变性 和激活胃蛋白酶原；（激活 条件） 2、酸的释放不能抑制猪自身胃 酸的分泌和损伤胃上皮的完 整性 3、具有缓释效果，H+在胃内持 续释放，时间维持2~3h以上
单一酸及复合酸对饲料系酸力的影响
Acid Binding Capacity of pig feed at pH=4
34 32 30 28 26 24 22 20 对照 磷酸 甲酸 乳酸
DOSE 0.3%
复合酸 A
复合酸 B
复合酸 C
复合酸 D
DOSE 0.5%
DOSE 1.0%
酸化剂作用机理
一、降低胃肠道pH值，提高消化酶活性；
生长所需要的pH范围
最低pH值 最高pH值
大肠杆菌
4.3
3.8
9.5
7.2
乳酸杆菌
沙门氏菌
4.0
4.2
9.0
9.3
链球菌
不同的pH环境值对大肠杆菌的生长影响
100 100
90 80 97
ห้องสมุดไป่ตู้
88
70
60 50
65
65
40
30 20
30
10
12
10
0
3.00
4.00
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
有害病菌
抗生素
The spreading of antibiotic-resistant bacteria are threatening our lives !!!
现状及趋势
欧盟2006年1月起全面禁止在饲料中抗生素作为生长添加剂 日本从2008年
韩国2011
2016年1月，美国拟禁用与人用相同或类似的抗生素
70年代
有机酸缓解断奶仔猪下痢
80年代
饲料酸化被英、德等西方国家关注，研究方向由防腹泻转 到促进生长、提高饲料利用率
90年代
单一酸到复合酸的转变，同时酸化剂在中国受关注和应用
酸化剂作用机理
仔猪的消化生理
1、嗅觉灵敏，对异常气味表现 敏感，甚至拒食； 2、味觉敏感，对不舒适的味道 表现敏感，甚至拒食。
酸化剂在畜禽饲料中应用
行业发展趋势

矿物元素平衡、阴阳离子平衡、酸碱平衡…
营养均衡： 净能/低蛋白质平衡、氨基酸平衡

体外预消化、体内助消化
饲用抗生素过量使用负面作用
肠绒毛萎缩 抗生素滥用 抑制后期生长， 疾病防控难度增加
ics ntibiot A
药物依赖
食品安全问题迫需解决，长期超剂量添加抗生素，加剧了畜禽体内 的药物残留，严重危害人类的身体健康
——能在消化道后端定点释放
乳仔猪生理：断奶对胃酸碱环境的影响
哺乳 断奶 1周. 4周
mMol/100 g
HCl VFA 乳酸
消化道 0 胃 十二指肠 空肠 回肠 3.8 5.8 6.8 7.5
断奶后天数 3 6.4 6.5 7.3 7.8 6 6.1 6.2 7.3 7.9 10 6.6 6.4 7.0 8.1
单一酸的电离常数
有机酸 柠檬酸
Ka 7.4×10-4(K1) 1.7×10-5(K2) 4.0×10-7(K3) 1.8×10-4 1.74×10-5 pKa 3.13 4.76 6.40 3.75 4.76
无机酸 磷酸 盐酸 硫酸
Ka 7.52×10-3 (K1) 6.31×10-8 (K2) 4.4×10-13 (K3) 1.0×103 1.0×103 (K1) 1.02×10-2 (K2)
无机酸 pH下降
抑菌
酸化剂 有机酸
少部分 （离解）
大部分 （非离解）
杀菌
酸化剂作用机理
三、减缓胃排空速度，延长饲料在胃内的消化时 间；促进消化器官发育与分泌。
胰腺 消化酶
胆囊 胃食糜 小肠
胆汁
排空
刺激 碳酸氢盐
肠壁 抑胃素 抑制
有机酸与三羧酸循环
PLoS One. 2011; 6(11): e27225
（系酸力20）
胃
（pH＜4）
pH4.5~5.1
消化正常
酸化剂作用机理
二、改善胃肠道微生物区系； 1、微生物生长所需pH范围：
病原菌 大肠杆菌 沙门氏菌 葡萄球菌 最低pH 4.3—4.4 4.0—5.0 4.2 最适pH 6.0—8.0 6.0—7.5 6.8—7.5 最高pH 9.0—10.0 9.0 9.3
1、胃蛋白酶活性与pH的关系 2.0--3.5 最佳范围 3.6--6.0 显著降低 >6.0 失活 胃蛋白酶适宜pH值： 成年猪胃内的pH值： 仔猪胃内pH值： 仔猪饲料 pH值： 2.0 ～ 3.5 2.0 ～ 3.5 ＞4.2 5.8 ～ 6.5
酸化剂作用机理
2、系酸力： 又称碱贮，表示饲料中和酸的能力。一般 定义为使100克饲料或原料pH值达到4.0时所
7.50
8.00
8.50
9.00
仔猪消化道功能
断奶使胃内pH急剧上升
饲料系酸力 （碱贮）高
断奶应激
胃HCl分泌量低
乳酸量降低
胃酸不足 胃pH提高 (>4)
饲料中碱性物质
胃酸分泌量低
应激
胃pH 提高
外界大肠杆菌进入消化道
蛋白消化不全 蛋白消化不全
肠道中大肠杆菌繁殖 未消化蛋白 毒素 微生物降解未消化蛋白 刺激肠壁 腹泻 死亡 毒血症